Gain

Math

Der Gain-Block multipliziert das Eingangssignal mit einem konstanten Verstärkungsfaktor ( $K$ ). Er gehört zu den grundlegendsten und am häufigsten verwendeten Funktionsblöcken in der Signalverarbeitung und Regelungstechnik. Er ermöglicht eine einfache lineare Skalierung von Signalen, ohne deren grundlegende dynamische Eigenschaften zu verändern.

Der Block besitzt einen Eingangs- und einen Ausgangsport. Typische Anwendungsgebiete sind die Proportionalverstärkung in Reglern, Signalpegelanpassung, Dämpfung und Einheitenumrechnung (z. B. von Volt in physikalische Größen).

Mathematisches Modell

Der Gain-Block implementiert eine direkte Multiplikation:

y(t) = K \cdot u(t)

Wobei:

y(t) das Ausgangssignal zum Zeitpunkt t ist
K der Verstärkungsfaktor ist (konfigurierbarer Parameter gain)
u(t) das Eingangssignal zum Zeitpunkt t ist

Ein- & Ausgänge

Direction	ID	Label	Typ	Status
→ In	`in`	Input	number	Required
← Out	`out`	Output	number	Output

Parameter

Parameter	Label	Typ	Standardwert	Beschreibung
`gain`	Gain (K)	number	`1`	Multiplication factor for the input signal

Anwendungsbeispiele

Signalinvertierung

Invertierung (Vorzeichenumkehr) eines Sinussignals:

SignalGenerator → Gain (gain: -1) → Scope

Signalverstärkung

Verdopplung des Messbereichs eines Sensorsignals:

Sensor → Gain (gain: 2) → NumericDisplay

Hinweise & Best Practices

Kein interner Zustand: Reine algebraische Funktion ohne Speicher – der Ausgang hängt ausschließlich vom aktuellen Eingangswert ab.
Lineare Operation: Erzeugt keinerlei Verzerrung oder Phasenverschiebung.
Minimale Rechenlast: Eine einzige Fließkomma-Multiplikation pro Simulationszeitschritt.
WASM-optimiert: Nahezu native Ausführungsgeschwindigkeit in der Rust WebAssembly-Engine.